[其他]快速多功能扣式銀鋅電池測試儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86202131
• 申請日: 1986-04-08
• 公開（公告）號: CN86202131U
• 公開（公告）日: 1987-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何永江;祖廣安;孔占禮;杜永太
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型屬于對裝于測試儀器中的二次電池的質(zhì)量測量。

隨著各種微型電子儀器的發(fā)展，各種鈕扣電池也隨之發(fā)展起來了，由于鈕扣電池是電子儀器的能源，因此它的質(zhì)量的好壞，將直接影響到儀器的測試精確度和正常使用。衡量電池質(zhì)量的指標(biāo)有：容量、內(nèi)阻、泄漏等，其中以容量指標(biāo)最為主要。鈕扣電池在通常情況下其端電壓是很穩(wěn)定的，直到能量將耗盡時，此電壓才急劇下降（見圖1）。在現(xiàn)有技術(shù)中，電池的容量是用放電電流與放電時間的乘積來表征的，亦即規(guī)定一定值電阻，由電池對此進(jìn)行慢放電，該放電時間的長短就可得知其容量的多少，而電池在測試后其能量亦被耗盡，因此稱為“破壞性測量”。這種方法現(xiàn)用于大批量電池生產(chǎn)的檢測中，它以抽樣檢驗的辦法作為對整個批量電池的測試，顯然這樣必然會造成某些不及格產(chǎn)品的漏網(wǎng)，而且檢驗的時間因其放電時間過長而過慢，因而不能滿足生產(chǎn)要求。

本實(shí)用新型是一種非破壞法快速多功能扣式銀鋅電池測試儀。其工作原理為電池在大電流放電的情況下（即負(fù)載電阻較小時），其放電曲線如圖2所示，其中在t₁和t₂這一段呈直線狀態(tài)，且V₁－V₂愈大（即α角愈大），電池的殘存容量就愈小，將t₁、t₂時間為一定值，測出Δt時間內(nèi)的ΔV（即V₁與V₂之差），就可測知電池的電容量。由于本測試儀所用的放電時間（t₁和t₂）很短，只有5秒鐘，因此測試時間亦很短，再從電池容量損耗方面來說，經(jīng)實(shí)測損耗量極小，因此這是一種非破壞性的快速測試法。圖3是本測試儀的方框圖，它由放電電阻選擇器1、裝電池的測試頭2、繼電器3、5、恒流源（恒流負(fù)載）4、時控電路6、采樣——保持電器7、8、差動放大器9、表頭10、基準(zhǔn)電壓13、比較器11、不合格顯示器12組成。這種測試儀既可測電池容量、也可測電池的內(nèi)阻和端電壓，所以是一種快速、多功能的測試儀。（1）測量電池的容量，先由被測電池的端電壓與基準(zhǔn)電壓通過比較器12相比，若端電壓小于基準(zhǔn)電壓，則表示電容的容量不合格，由不合格顯示器12將其顯示。若端電壓大于基準(zhǔn)電壓，則由比較電路11輸出一個信號給時控電路，以進(jìn)行測量。時控電路是一個能發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)時間信號並對采樣保持器按要求進(jìn)行控制操作的電路，按照上述測試電容的工作原理，在31.2ms、5s兩個時間，由時控電路6分別向采樣保持器7、8發(fā)出控制信號，采樣保持器就取得在t₁、t₂這一瞬間的電壓值，將此二值送到差動放大器放大並運(yùn)算，其測試值由表頭10顯示。（2）電池內(nèi)阻測量，其模似電路如圖4所示，圖中E為電池的開路電壓，R為電池的內(nèi)阻，I為恒流負(fù)載。放電開始，恒流負(fù)載控制開關(guān)K接通，使恒流負(fù)載控制電池放電電流恒為1mA，用兩采樣器分別采集Oms和2s時的電池電壓E和V，一并輸入到差動放大器運(yùn)算放大，並由表頭示出此內(nèi)阻值。在本測試儀中，將開關(guān)置于“內(nèi)阻檔”，J₂相當(dāng)于控制開關(guān)，用恒流負(fù)載4、時控電路6、采樣一保持電路7、8、差動放大器9、表頭10，就可測得電池的內(nèi)阻。（3）電池電壓的測量，將電池與選定的負(fù)載電阻（7.5KΩ或1.5KΩ）相串連構(gòu)成回路，使其端電壓E經(jīng)分壓衰減，然后輸入到差動放大器9，並由表頭10將其指示。方框中的J1為一繼電器，它使電池裝入測量頭1秒鐘后時基電路接通，電池開始放電，以避免因裝電池造成的誤差。

圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例，圖中由集成塊A₁、A₂等組成的比較線路，由穩(wěn)壓管D₅、電容C₈、C₉、電阻等組成的基準(zhǔn)電壓電路，由對稱性較高的FH₁型對管T₁、T₂與兩對稱電阻R₁₂、R₁₃組成的能產(chǎn)生1mA電流的恒流源（恒流負(fù)載），由集成運(yùn)放FO32（A₅）和4個匹配電阻組成的差動放大電路，由時基電路、分頻電路、計數(shù)器和控制電路組成的時控電路，由LF398集成塊和儲存電容器C₁₃、C₁₄等組成的采樣保持電路以及表頭、顯示器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、匹配或選擇測試范圍用的電阻而組成。本電池測試儀中的時控電路是一種時間精確度很高的電路，其時基電路為一鐘表集成電路，它由晶體振蕩級、整形倒相級、16級二分頻電路、窄脈沖形成級及復(fù)位電路組成。電路最后輸出精度很高的脈寬為31.25ms、周期為2s的兩脈沖信號，經(jīng)分頻和計數(shù)器，最后為31.2ms和5s的兩個時間脈沖信號，作為電池容量測量時用，另外是OS和2S的時間脈沖信號，則作為測量電池內(nèi)阻時用。時基電路由于石英晶體振蕩鐘表集成電路所以所發(fā)出的時間信號非常準(zhǔn)確，且結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，將此電路用于本測量儀使電池測試儀的性能大為改善。本測試儀中所采用的采樣一保持電路，是采用了LF398采樣保持集成塊和電容量值為0.33μf的聚苯乙烯的儲存電容器，此電路具有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗、低輸出下降率低噪音和溫度漂移小，由于電容值大，因此這種采樣一保持電路轉(zhuǎn)化時間很短，而跟蹤時間較長，由此測出的電池端電壓值精度很高。以上所述有關(guān)時基電路和采樣一保持電路的特點(diǎn)，使本實(shí)用新型的測量精確度較高、結(jié)構(gòu)簡單、價格較便宜。此外本測試儀為了適應(yīng)范圍廣，可對各種不同容量規(guī)格的電池進(jìn)行測量，儀表上設(shè)有選擇電阻，且表頭的指示以百分比表示。